بهره‌برداری بهینه از مخزن با استفاده از مدل برنامه‌ریزی خطی (مطالعه موردی: سد درودزن)

محورهای موضوعی : آب و محیط زیست

حسن ترابی ¹ , رضا دهقانی ² , احمد گودرزی ³

1 - دانشیار گروه مهندسی آب، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران.
2 - دکترای سازه های آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران. *(مسوول مکاتبات)
3 - دکترای سازه های آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران.

تاریخ دریافت : 1395/05/04 تاریخ پذیرش : 1395/10/08 تاریخ انتشار : 1398/01/01

کلید واژه: برنامه‌ریزی خطی, بهینه‌سازی, بهره‌برداری, سد,

چکیده مقاله :

بهره‌برداری بهینه از مخازن چندمنظوره یکی از مسایل پیچیده و گاهاً غیرخطی مطرح در بهینه‌سازی چندهدفه است. یکی از راهکارهای تصمیم سازی مناسب جهت بهره‌برداری بهینه از منابع آب، مدل‌سازی مسایل بهینه‌سازی بهره‌برداری از مخازن سدها با استفاده از روش‌های مختلف ریاضی بوده است. در این پژوهش وضعیت فعلی بهره‌برداری و ارایه سیاست بهره‌برداری بهینه و مناسب برای مخزن سد مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور از الگوی برنامه‌ریزی خطی، مدل بهینه‌سازی بهره‌برداری از مخزن سد موردنظر استفاده شد. با استفاده از داده‌های جریان ورودی، نیازها و تبخیر شبیه‌سازی سیستم مخزن انجام گرفت. نتایج حاصله نشان داد که سیاست بهره‌برداری کنونی مخزن تنها در ماه‌های پرآب توانایی تأمین نیازها را دارد، درصورتی‌که ماه‌های بحرانی مصرف، ماه‌های کم آب هستند. همچنین میزان ذخیره مخزن با استفاده از برنامه‌ریزی خطی درروش SQحدود 23 درصد بیش تر از روش بهره‌برداری کنونی مخزن برآورد گردید. درمجموع نتایج نشان داد استفاده از مدل برنامه‌ریزی خطی می تواند درزمینه بهره‌برداری بهینه از مخازن سدها مؤثر باشد که در نوبه خود برای تسهیل توسعه و پیاده‌سازی استراتژی‌های مدیریتی منابع آب مفید است.

چکیده انگلیسی:

Optimal utilization of multi-purpose reservoirs is one of the complex and sometimes non-linear issues in multi-objective optimization. One of the appropriate decision-making ways for optimal utilization of the water resources was the modeling of optimization problems of utilization from dam reservoir by using of different mathematical methods. In this study was evaluated, the current status of utilization and providing of optimum utilization and appropriate policy for the dam reservoir. For this purpose was used linear programming model and optimization of utilization of intended reservoir dam model. Evaporation simulation of the system were performed by using imput flow. The results showed that the existing policy of reservoir utilization, only in the raining pick months is capable of demand meeting, while low-water months are critical use-months. Also, the value of reservoir saving by using of linear programming model at SQ method estimated in about 23% more than the existing reservoir utilization method. In conclusion, the result showed that using of linear programming model can be effective in optimal utilization of reservoir dams. Which inturn helps to facilitate the development and implementation of water resources management strategies.

منابع و مأخذ:

 

1. برهانی داریان، علیرضا و مرتضوی نایینی، سید محمد، «مقایسه کاربرد روش‌های فراکاوشی در بهره‌برداری بهینه از منابع آب»، آب و فاضلاب، 1387، جلد 1، شماره 2، صفحات 57 تا 66.


2. برهانی داریان، علیرضا و شهیدی، لاله، «بررسی و کاربرد الگوریتم شبیه‌سازی آنیلینگ در بهره‌برداری بهینه از منابع آب و مقایسه آن با دیگر روش‌های کاوشی»، علوم مهندسی دانشگاه علم و صنعت ایران، 1387، جلد 19، شماره 8، صفحات 31 تا 40.


3. هاشمی نسب، سید سعید، شجاعی، سعید و نژاد نادری، مهدی، «کاربرد الگوریتم های بهینه‌سازی در تعیین سیاست بهره‌برداری بهینه از مخزن سد کلان ملایر»،  اولین کنفرانس بین المللی و سومین کنفرانس ملی سد و نیروگاههای برق آبی،1390.


4. آذرافزا، هاله، رضایی، حسین، بهمنش، جواد و بشارت، سینا، «مقایسه نتایج بکارگیری الگوریتم‌های PSO، GA، SA، در بهینه‌سازی سیستم‌های تک مخزنه (مطالعه موردی: سد شهر چای، ارومیه) »، نشریه آب وخاک (علوم و صنایع کشاورزی)،1391، جلد 26، شماره 5، صفحات 1101 تا 1108.
   
   
   1. Kangrang, A., and Lokham, Ch.,2013. Optimal Reservoir Rule Curves Considering Conditional Ant Colony Optimization with Simulation Model.Journal of Applied Sciences, Vol.13, No.1, pp.154-160.
   
   
   2. Ahmad, I., Tang, D., 2016. Multi-objective Linear Programming for Optimal Water Allocation Based on Satisfaction and Economic Criterion, Vol.41, No.4, pp.1421-1433
   
   
   3. Kumar, D.N., and Reddy, J.,2007. Multipurpose reservoir operation using particle swarm optimization, Journal of Water Resources Planning and Management, Vol.3, No.2, pp.192-201
   
   
   4. Reddy, M.J., and Kumar D.N.,2007. Multi-objective particle swarm optimization for generating optimal trade-offs in reservoir operation. Hydrological Processes, Vol.21, No.4, pp. 2897-2909
   
   
   5. Yeh, W. W. G.,1985. Resource Management and Operation Models: A State-of-the-Art Review”, Water Resource, Vol.21, No.12, pp. 1797-1818.
   
   
   6. شریفی، محمد باقر و شهیدی پور، سید محمد مهدی،  «تحلیل سیستمهای منابع آب»، دانشگاه فردوسی مشهد،1380.  275
      
      
      1. Bower, B.T., Hufschmidt, M. M., and Reedy, W. W., (1962), “Operating Procedures: Their Role in the Design of Water-Resource Systems by Simulation Analyses”, Design of Water Resourse Systems,
      
      
      2. Jianxia Chand, H., Qiang and Yimin, W., 2002. Study on simulation –optimization model of reservoir flood operation based of object-oriented-program. Flood defence conf.pp.1473-1479.
      
      
   
   

7. نجفی، محمدرضا، خیاط خلقی، مجید و هاشم پور، جعفر، «بهره‌برداری بهینه از مخزن با استفاده از مدل برنامه‌ریزی خطی و کاربرد آن در سد وشمگیر»، مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی، 1384، جلد 12. شماره 5، صفحات 27-35